CN108083239B - 合成高纯硒化镉的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种合成高纯硒化镉的方法,其包括步骤:将硒粒和镉粒按一定比例均匀混合后装入石墨筒内,然后装入石英管内,接着将石英管置于封管炉内,抽真空进行封管;将完成封管的石英管置于摇摆炉内,升温至800℃~1200℃后保温进行反应直至反应结束,降温出炉,敲碎石英管,取出硒化镉初料;将取出的硒化镉初料破碎筛分后置于气氛炉中,升温至700℃~900℃并通入氢气进行氢化除杂,降温出炉后得到高纯硒化镉。本申请的合成方法工艺流程短,产品收率高、产量大、环境友好,适合批量生产,同时所述合成方法得到的硒化镉具有较高的纯度。

Description

合成高纯硒化镉的方法
技术领域
本申请涉及半导体材料领域,尤其涉及一种合成高纯硒化镉的方法。
背景技术
硒化镉(CdSe)是一种化合物N型半导体材料,其能隙值为1.74eV左右,处于理想的太阳能电池能隙范围内,有很好的光电转换效率。随着薄膜产业的飞速发展,薄膜科学技术与薄膜材料在材料学领域已成为研究的热点。硒化镉作为一种N型薄膜太阳能材料,可与碲化镉结成P-N结。研究其合成方法有利于薄膜太阳能材料的发展。同时硒化镉化合物也可用于制作红外调制器,红外探测等。
目前国内外关于硒化镉合成的方法,鲜有报道。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种合成高纯硒化镉的方法,所述合成方法工艺流程短,产品收率高、产量大、环境友好,适合批量生产,同时所述合成方法得到的硒化镉具有较高的纯度。
为了达到上述目的,本发明提供了一种合成高纯硒化镉的方法,其包括步骤:S1,将硒粒和镉粒按一定比例均匀混合后装入石墨筒内,然后装入石英管内,接着将石英管置于封管炉内,抽真空进行封管;S2,将完成封管的石英管置于摇摆炉内,升温至800℃~1200℃后保温进行反应直至反应结束,降温出炉,敲碎石英管,取出硒化镉初料;S3,将取出的硒化镉初料破碎筛分后置于气氛炉中,升温至700℃~900℃并通入氢气进行氢化除杂,降温出炉后得到高纯硒化镉。
相对于现有技术,本发明的有益效果为:
本申请以镉粒和硒粒为原料,在摇摆炉内升温进行反应,经氢化除杂后得到高纯硒化镉,所述合成方法工艺流程短,产品收率高、产量大、环境友好,适合批量生产,同时所述合成方法得到的硒化镉具有较高的纯度。
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的合成高纯硒化镉的方法。
根据本申请的合成高纯硒化镉的方法包括步骤:S1,将硒粒和镉粒按一定比例均匀混合后装入石墨筒内,然后装入石英管内,接着将石英管置于封管炉内,抽真空进行封管;S2,将完成封管的石英管置于摇摆炉内,升温至800℃~1200℃后保温进行反应直至反应结束,降温出炉,敲碎石英管,取出硒化镉初料;S3,将取出的硒化镉初料破碎筛分后置于气氛炉中,升温至700℃~900℃并通入氢气进行氢化除杂,降温出炉后得到高纯硒化镉。
在本申请的合成方法中,以镉粒和硒粒为原料,在摇摆炉内升温反应后,进行氢化除杂,可得到高纯硒化镉,其中,在摇摆炉内升温反应得到硒化镉初料的过程可以有效地避免反应产生的废水及废气直接排放到空气中对环境造成污染,同时工序时间较短,对环境也较为友好,而氢化除杂的过程则可以有效地除去硒化镉初料中的游离物质(例如单质硒、单质镉),并降低硒化镉初料中的氧含量,使得到的高纯硒化镉中氧含量、单质硒含量及单质镉的含量均低于50ppm,从而使得到的高纯硒化镉可直接应用于半导体领域及太阳能电池领域。此外,合成过程中使用的石墨筒、石英管和石墨舟都可以重复使用,简易的摇摆炉、封管炉以及气氛炉就可以实现该方法,因此,工序简单,且生产成本较低,可规模化生产。
在本申请的合成方法中,步骤S1中,优选地,硒粒的粒径小于等于2mm。
在本申请的合成方法中,步骤S1中,优选地,硒粒的纯度大于等于5N。
在本申请的合成方法中,步骤S1中,优选地,镉粒的粒径小于等于2mm。
在本申请的合成方法中,步骤S1中,优选地,所述镉粒的纯度大于等于5N。
在本申请的合成方法中,步骤S1中,硒粒和镉粒的摩尔比为1:(0.99~1.01)。
在本申请的合成方法中,步骤S1中,抽真空至真空度小于等于10-3MPa后封管。
在本申请的合成方法中,步骤S2中,保温进行反应的时间为0.5h~3h。
在本申请的合成方法中,步骤S2中,以5℃/min~20℃/min升温至800℃~1200℃。
在本申请的合成方法中,步骤S2中,降温至温度低于100℃则可以出炉,得到硒化镉初料。
在本申请的合成方法中,步骤S3中,可使用破碎机进行破碎,破碎后的硒化镉初料可置于球磨罐中进行球磨,球磨后经过筛分可以得到不同粒度的产品。球磨的方式及球磨罐的种类没有具体的限制,可根据实际需求进行选择,具体地,球磨罐可选自聚氨酯球磨罐或氧化锆球磨罐。优选地,球磨时间为0.3h~4h。
在本申请的合成方法中,步骤S3中,通入氢气的流量为2L/min~8L/min。
在本申请的合成方法中,步骤S3中,以5℃/min~20℃/min升温至700℃~900℃进行氢化除杂。
在本申请的合成方法中,步骤S3中,氢化除杂的时间为3h~15h。
在本申请的合成方法中,步骤S3中,将得到的硒化镉初料破碎筛分后置于石墨舟中,再将石墨舟置于气氛炉中的石英管内进行氢化除杂。
下面结合实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
实施例1
将412.6g、粒径小于2mm、纯度为5N的硒粒和587.4g、粒径小于2mm、纯度为5N的镉粒混合均匀(其中,硒粒和镉粒的摩尔比为1:1)后装入石墨筒内,然后装入石英管中,接着将石英管装入封管炉内,抽真空至10-3MPa以下后封管,将完成封管的石英管置于立式摇摆炉内,以15℃/min的速度升温至950℃后保温3h进行反应,在此过程中不断地摆动立式摇摆炉,反应结束后,降温至100℃以下出炉,敲碎石英管,取出硒化镉初料。
将取出的硒化镉初料破碎后放入球磨罐,加入3kg锆球进行球磨2h,过筛后装入石墨舟中,再放入气氛炉中的石英管内进行氢化除杂,氢化除杂的过程为:以8℃/min的速度升温至780℃,同时通入氢气,氢气的流量为3L/min,然后保温5h,结束后降温出炉,得到高纯硒化镉。取样进行电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析,结果如表1所示。
实施例2
将825.2g、粒径小于2mm、纯度为5N的硒粒和1163.05g、粒径小于2mm、纯度为5N的镉粒混合均匀(其中,硒粒和镉粒的摩尔比为1:0.99)后装入石墨筒内,然后装入石英管中,接着将石英管装入封管炉内,抽真空至真空度为10-3MPa以下后封管,将完成封管的石英管置于立式摇摆炉内,以20℃/min的速度升温至1000℃后保温3h进行反应,在此过程中不断地摆动立式摇摆炉,反应结束后,降温至100℃以下出炉,敲碎石英管,取出硒化镉初料。
将取出的硒化镉初料破碎后放入球磨罐,加入5kg锆球进行球磨2h,过筛后装入石墨舟中,再放入气氛炉中的石英管内进行氢化除杂,氢化除杂的过程为:以10℃/min的速度升温至850℃,同时通入氢气,氢气的流量为4L/min,然后保温8h,结束后降温出炉,得到高纯硒化镉。取样进行电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析,结果如表1所示。
实施例3
将1650.4g、粒径小于2mm、纯度为5N的硒粒和2373.1g、粒径小于2mm、纯度为5N的镉粒混合均匀(其中,硒粒和镉粒的摩尔比为1:1.01)后装入石墨筒内,然后装入石英管中,接着将石英管装入封管炉内,抽真空至10-3MPa以下后封管,将完成封管的石英管置于立式摇摆炉内,以10℃/min的速度升温至1000℃后保温3h进行反应,在此过程中不断地摆动立式摇摆炉,反应结束后,降温至100℃以下出炉,敲碎石英管,取出硒化镉初料。
将取出的硒化镉初料破碎后放入球磨罐,加入5kg锆球进行球磨2h,过筛后装入石墨舟中,再放入气氛炉中的石英管内进行氢化除杂,氢化除杂的过程为:以15℃/min的速度升温至900℃,同时通入氢气,氢气的流量为5L/min,然后保温5h,结束后降温出炉,得到高纯硒化镉。取样进行电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析,结果如表1所示。
表1实施例1-3的产品纯度测试结果
Figure BDA0001522563510000051
从表1的测试结果分析可知,用本申请合成方法得到的高纯硒化镉中各种杂质元素的含量均较低。

Claims (10)

1.一种合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,包括步骤:
S1,将硒粒和镉粒按一定比例均匀混合后装入石墨筒内,然后装入石英管内,接着将石英管置于封管炉内,抽真空进行封管;
S2,将完成封管的石英管置于摇摆炉内,升温至800℃~1200℃后保温进行反应直至反应结束,降温出炉,敲碎石英管,取出硒化镉初料;
S3,将取出的硒化镉初料破碎筛分后置于气氛炉中,升温至700℃~900℃并通入氢气进行氢化除杂,降温出炉后得到高纯硒化镉。
2.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S1中,
所述硒粒的粒径小于等于2mm,所述硒粒的纯度大于等于5N;
所述镉粒的粒径小于等于2mm,所述镉粒的纯度大于等于5N。
3.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S1中,硒粒和镉粒的摩尔比为1:(0.99~1.01)。
4.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S1中,抽真空至真空度小于等于10-3MPa后封管。
5.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S2中,保温进行反应的时间为0.5h~3h。
6.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S2中,以5℃/min~20℃/min升温至800℃~1200℃。
7.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S3中,通入氢气的流量为2L/min~8L/min。
8.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S3中,以5℃/min~20℃/min升温至700℃~900℃进行氢化除杂。
9.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S3中,氢化除杂的时间为3h~15h。
10.根据权利要求1所述的合成高纯硒化镉的方法,其特征在于,步骤S3中,将得到的硒化镉初料破碎筛分后置于石墨舟中,再将石墨舟置于气氛炉中的石英管内进行氢化除杂。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112125286B (zh) * 2020-09-18 2022-07-01 先导薄膜材料(广东)有限公司 掺砷或其化合物的硒化镉及其制备方法、薄膜太阳能电池及其制备方法
CN112125285B (zh) * 2020-09-18 2022-07-01 先导薄膜材料(广东)有限公司 掺砷或其化合物的硒化镉及其制备方法、薄膜太阳能电池及其制备方法
CN113023688B (zh) * 2021-04-23 2023-03-31 先导薄膜材料(广东)有限公司 一种掺砷碲化镉的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102070129A (zh) * 2011-01-18 2011-05-25 浙江理工大学 一种制备硒化镉纳米线的方法
CN102267690A (zh) * 2011-06-03 2011-12-07 光明化工研究设计院 一种硒化氢的制备方法
CN106477536A (zh) * 2016-10-17 2017-03-08 西北工业大学 一种超高纯度硒化镉多晶材料的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7608237B2 (en) * 2005-03-28 2009-10-27 The Research Foundation Of State University Of New York Synthesis of nanostructured materials using liquid crystalline templates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102070129A (zh) * 2011-01-18 2011-05-25 浙江理工大学 一种制备硒化镉纳米线的方法
CN102267690A (zh) * 2011-06-03 2011-12-07 光明化工研究设计院 一种硒化氢的制备方法
CN106477536A (zh) * 2016-10-17 2017-03-08 西北工业大学 一种超高纯度硒化镉多晶材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
硒化镉多晶合成与单晶生长工艺的改进;何知宇;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士)工程科技Ⅰ辑》;20051215;正文部分第22~25页第2.4节"中温(~650℃)液相合成CdSe多晶原料" *

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